(57)【要約】【課題】  ２次元Ｘ線回折像を高速且つ高精度に作成できるＸ線分析装置を提供する。【解決手段】  Ｘ線源１７から放射されたＸ線を試料Ｓに照射すると共に試料Ｓで回折したＸ線を２次元ＣＣＤセンサ２２によって検出するＸ線分析装置１６である。このＸ線分析装置１６は、２次元ＣＣＤセンサ２２を平面的に走査移動させる走査駆動装置２４と、ＣＣＤセンサ２２がその構成要素である画素の１つの幅に相当する距離を移動する毎にそれに同期させてＣＣＤセンサ２２における電荷転送信号を発生させる電荷転送信号発生装置とを有する。ＣＣＤセンサ２２の電荷転送タイミングとその走査移動距離が同期しているので、個々の回折角度におけるＸ線強度を個々のＣＣＤ画素によって正確に蓄積できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源から放射されたＸ線を試料に照射すると共に該試料で回折したＸ線を半導体Ｘ線検出手段によって検出するＸ線分析装置において、
前記半導体Ｘ線検出手段を平面的に走査移動させる走査移動手段と、
前記半導体Ｘ線検出手段が前記半導体Ｘ線検出手段の構成要素である画素の１つの幅に相当する距離を移動する毎に、同期させて前記半導体Ｘ線検出手段における電荷転送信号を発生させる電荷転送信号発生手段と
を有することを特徴とするＸ線分析装置。
【請求項２】
請求項１において、前記半導体Ｘ線検出手段は、複数のポテンシャルウエルに集められた信号電荷を半導体中で転送するデバイスであるＣＣＤ（Charge Coupled Device）を有し、前記複数のポテンシャルウエルはＸ線の受光面に２次元的に配置されてそれぞれが画素を構成することを特徴とするＸ線分析装置。
【請求項３】
請求項２において、前記半導体Ｘ線検出手段は、
Ｘ線の受光面に２次元的に配置された複数の画素から成るパラレルシフトレジスタと、
該パラレルシフトレジスタの１ライン画素列の電荷が転送されるシリアルレジスタと
を有することを特徴とするＸ線分析装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つにおいて、前記半導体Ｘ線検出手段の出力信号に基づいて２次元回折像を表示する表示手段を有することを特徴とするＸ線分析装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１つにおいて、前記半導体Ｘ線検出手段は、Ｘ線を直接に検出するＸ線直接検出ＣＣＤを有することを特徴とするＸ線分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線源から放射されたＸ線を試料に照射すると共に該試料で回折したＸ線をＣＣＤセンサ等といった半導体Ｘ線検出手段によって検出するＸ線分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料にＸ線を照射したときに該試料で回折した回折Ｘ線をＸ線検出器で検出する構造のＸ線分析装置は従来から広く知られている。また、近年、Ｘ線検出器として２次元ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ等といった半導体位置検出センサを用いる構造のＸ線分析装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。この構造のＸ線分析装置によれば、０（ゼロ）次元カウンタであるＳＣ（シンチレーション・カウンタ）等を用いた場合に比べて高速の測定ができることが期待されている。
【０００３】
また、従来、２次元ＣＣＤセンサ及び光ファイバを用いて、その２次元ＣＣＤセンサよりも広い面積のＸ線回折像を取得するようにしたＸ線分析装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。ここに示された従来装置では、図６に示すように、Ｘ線源１０１から見て試料Ｓの後方に蛍光体１０２を設け、蛍光体１０２の光出射側に複数のテーパ状の光ファイバ１０３の束を設け、それらの光ファイバ１０３の光出射端に２次元ＣＣＤセンサ１０４が設けられる。この形式のＣＣＤセンサは、テーパードＣＣＤと呼ばれている。このＸ線分析装置では、試料Ｓから放射される回折Ｘ線によって蛍光体１０２を露光してＸ線回折像に対応した光像を形成し、その光像を光ファイバ１０３によって２次元ＣＣＤセンサ１０４まで導いて、そのＣＣＤセンサ１０４内の複数の画素内に電荷として蓄積する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１６１５８号公報（第３〜６頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されたＣＣＤセンサ等を用いた従来のＸ線分析装置では、被写体である試料と検出器である２次元ＣＣＤセンサ等とを相対的に移動させながら測定を行う場合に、高速で高感度の測定を行うことが難しかった。その理由は、テーパードＣＣＤでは空間分解能は最高でも１００μｍ程度であり、試料と２次元ＣＣＤセンサ等との間の相対移動速度が速くなり過ぎると、複数のＣＣＤ画素によって高い分解能でデータ（画像）を取り込むことが難しくなるからである。
【０００６】
また、図６に示した従来のＸ線分析装置では、光ファイバ１０３自身の歪みにより、画像が歪むという問題がある。また、Ｘ線像を蛍光板で一旦、光に変換するので、効率が悪くなるという問題もある。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、２次元Ｘ線回折像を高速且つ高精度に作成できるＸ線分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明に係るＸ線分析装置は、Ｘ線源から放射されたＸ線を試料に照射すると共に該試料で回折したＸ線を半導体Ｘ線検出手段によって検出するＸ線分析装置において、前記半導体Ｘ線検出手段を平面的に走査移動させる走査移動手段と、前記半導体Ｘ線検出手段が前記半導体Ｘ線検出手段の構成要素である画素の１つの幅に相当する距離を移動する毎に、同期させて前記半導体Ｘ線検出手段における電荷転送信号を発生させる電荷転送信号発生手段とを有することを特徴とする。ここで、「平面的」というのは、平らな平面及び平らでない平面を含むものである。また、平らでない平面には、円筒状に湾曲する平面や、その他の形状で湾曲する平面が含まれる。
【０００９】
このＸ線分析装置によれば、半導体Ｘ線検出手段は走査移動手段によって駆動されて２次元的、すなわち平面的に移動するので、試料で回折して異なる種々の回折角度方向へ進む回折Ｘ線をその半導体Ｘ線検出手段によって検出できる。さらに、半導体Ｘ線検出器における電荷転送のタイミングと当該半導体Ｘ線検出手段の走査移動速度とは同期するので、半導体Ｘ線検出手段における各画素には同じ回折角度のＸ線が蓄積される。このため、半導体Ｘ線検出手段の走査移動速度を速く設定しても、各回折角度におけるＸ線強度を個々の画素によって正確に測定できる。つまり、非常に高速で非常に精度の高いＸ線分析を行うことができる。
【００１０】
さて、本発明で用いる半導体Ｘ線検出手段は、ＣＣＤセンサ、特にＸ線直接検出ＣＣＤセンサによって構成されることが望ましい。ここで、ＣＣＤセンサとは、複数のポテンシャルウエル（Potential well／電位の井戸）に集められた信号電荷を半導体中で転送するデバイスであるＣＣＤ（Charge Coupled Device）を用いたセンサである。１つのポテンシャルウエルに対応する領域が１つの画素を構成する。複数のポテンシャルウエルはＸ線の受光面に１次的（すなわち直線的）又は２次元的（すなわち、平面的）に配置される。高速及び高感度を実現するためには、複数の画素を２次元的に配列することが望ましい。なお、Ｘ線直接検出ＣＣＤとは、蛍光体等といった中間媒体を用いることなく、Ｘ線を直接に受光してそのＸ線強度に対応する信号を出力できるＣＣＤセンサのことである。
【００１１】
上記のポテンシャルウエルは、例えば図５に示すように、金属電極１−酸化絶縁層２−半導体層３から成る複数のＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）構造における電極１の１つに、他と異なる電圧を印加することにより、その電極下を部分的に異なるポテンシャルにすることによって実現される。このポテンシャルウエルに閉じ込められた信号電荷は半導体層３中を順次に転送されて出力部へ送られる。なお、本実施形態で用いるＣＣＤセンサは、蛍光板を介在させることなく、Ｘ線を直接に検出することができるものであり、さらに、生成される電子の個数は入射するフォトンエネルギに比例する。
【００１２】
本発明において用いられるＸ線直接検出ＣＣＤセンサとしては１次元ＣＣＤセンサ又は２次元ＣＣＤセンサが考えられるが、望ましくは２次元ＣＣＤセンサが用いられる。この２次元ＣＣＤセンサには種々の種類のものがある。例えば、ＦＴ（Frame Transfer／フレームトランスファ）型、ＦＦＴ（Full Frame Transfer／フルフレームトランスファ）型、ＩＴ（Interline Transfer／インターライントランスファ）型等といった２次元ＣＣＤセンサがある。
【００１３】
ＦＴ型の２次元ＣＣＤセンサは、例えば図２に示すように、垂直シフトレジスタによって構成された受光部６と、他の垂直シフトレジスタによって構成された蓄積部７と、１つの水平シフトレジスタ８と、そして出力部９とを有する。なお、垂直シフトレジスタはパラレルレジスタと呼ばれることがある。また、水平シフトレジスタは、シリアルレジスタ、読出しレジスタ等と呼ばれることがある。受光部６における金属電極１（図５参照）は、ポリシリコン等といった透明導電材料によって形成される。
【００１４】
金属電極１を通って半導体層３に光が入射すると、光電変換が行われて信号電荷が発生する。この信号電荷は一定時間中に電極１の下のポテンシャルウエルに集められる。この信号電荷は、その後、垂直帰線期間中にフレームごと蓄積部７に高速で転送される。このようにＦＴ型ＣＣＤセンサでは、受光部６の垂直シフトレジスタは信号蓄積期間において光電変換デバイスとして機能する。受光部６で光電変換と信号の蓄積が行われる間、蓄積部７に蓄積された信号電荷は、水平帰線期間中に１ラインごと水平シフトレジスタ８へ転送され、さらにその水平シフトレジスタ８によって出力部９へ転送される。
【００１５】
次に、ＦＦＴ型の２次元ＣＣＤセンサは、例えば図３に示すように、基本的には図２のＦＴ型ＣＣＤセンサにおいて蓄積部７を取り除いた構成になっている。蓄積部７がないため、通常は、受光部６にシャッタ機構が付設される。このＦＦＴ型ＣＣＤセンサでは、信号蓄積期間に受光部６のポテンシャルウエル、すなわち画素に電荷を集め、シャッタ機構の閉期間に水平シフトレジスタ８を通して信号電荷が出力部９に転送される。ＦＦＴ型ＣＣＤセンサは、蓄積部を持たないので、ＦＴ型と同一サイズで多画素にすることができ、あるいは受光部６を大面積にできる。
【００１６】
次に、ＩＴ型ＣＣＤセンサは、例えば図４に示すように、フォトダイオード６によって構成された受光部と、フォトダイオード６を挟むように配置された垂直シフトレジスタ７と、フォトダイオード６と垂直シフトレジスタ７との間にスイッチとして設けられた転送ゲート１１と、水平シフトレジスタ８と、そして出力部９とを有する。フォトダイオード６で光電変換により発生した信号電荷はフォトダイオード６自身の接合容量等に集められる。集められた信号電荷は、垂直帰線期間中に転送ゲート１１を通して垂直シフトレジスタ７へ転送される。この転送動作はＦＴ型ＣＣＤセンサ（図２参照）と異なり、フォトダイオード６から垂直シフトレジスタ７へ全画素について同時に行われる。その後、信号電荷は、水平帰線期間中に１ラインごと水平シフトレジスタ８へ転送され、さらに、その水平シフトレジスタ８によって出力部９へ出力される。
【００１７】
次に、本発明に係るＸ線分析装置は、ＣＣＤセンサ等といった半導体Ｘ線検出手段の出力信号に基づいて２次元回折像を表示する表示手段を有することが望ましい。表示手段としては、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等といった映像表示装置や、プリンタ等といった印字表示装置を用いることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のＸ線分析装置によれば、半導体Ｘ線検出手段は走査移動手段によって駆動されて２次元的、すなわち平面的に移動するので、試料で回折して異なる種々の回折角度方向へ進む回折Ｘ線をその半導体Ｘ線検出手段によって該半導体Ｘ線検出手段よりも広い面積で検出できる。広い面積を小さな半導体Ｘ線検出手段で測定できるので、大きな半導体Ｘ線検出手段を用いる場合に比べて安価である。
【００１９】
さらに、半導体Ｘ線検出器における電荷転送のタイミングと当該半導体Ｘ線検出手段の走査移動速度とは同期するので、半導体Ｘ線検出手段における各画素には同じ回折角度のＸ線が蓄積される。このため、半導体Ｘ線検出手段の走査移動速度を速く設定しても、各回折角度におけるＸ線強度を個々の画素によって正確に測定できる。つまり、本発明のＸ線分析装置によれば、Ｘ線を非常に高速で非常に高い精度で平面的に読み取ることができ、それ故、信頼性の高い２次元Ｘ線回折像を作成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下、本発明をＸ線分析装置の一例である単結晶構造解析装置に適用した場合を例に挙げて説明する。なお、本発明がこの実施形態に限定されるものでないことは、もちろんである。
【００２１】
図１において、単結晶構造解析装置１６は、Ｘ線を発生するＸ線源１７と、Ｘ線を単色化するモノクロメータ１８と、発散するＸ線を平行Ｘ線ビームに形成するコリメータ１９と、試料Ｓを支持するゴニオメータヘッド２１と、半導体Ｘ線検出手段としての２次元ＣＣＤセンサ２２とを有する。この２次元ＣＣＤセンサ２２は、画素サイズが２４μｍ×２４μｍ程度のＸ線直接検出２次元ＣＣＤセンサである。Ｘ線源１７は、例えば、通電によって発熱して熱電子を放出するフィラメントと、そのフィラメントに対向して配置されていて熱電子の衝突によりＸ線を放出するターゲットとを有する。また、モノクロメータ１８は、例えばグラファイト等といった単結晶材料によって形成される。また、コリメータ１９は、シングルピンホール又はダブルピンホールを有するピンホールコリメータによって形成される。
【００２２】
ゴニオメータヘッド２１は、例えば３軸ゴニオメータヘッドによって構成される。この３軸ゴニオメータヘッドを用いれば、試料Ｓを３軸の全部又は一部を選択してその軸を中心として適宜の角度、回すことにより、単結晶試料Ｓの任意の回折面をＸ線照射位置へ運んで、該回折面にＸ線を照射できる。
【００２３】
２次元ＣＣＤセンサ２２は、本実施形態の場合、図３に示すＦＦＴ型のＣＣＤセンサによって構成され、図１に示すようにＣＣＤ駆動回路２３によってデータ処理のために駆動される。ＣＣＤ駆動回路２３は２次元ＣＣＤセンサを、いわゆるＴＤＩ（Time Delay Integration）動作するように駆動する。また、２次元ＣＣＤセンサ２２は、走査駆動装置２４によって駆動されて走査面２６内で走査移動する。走査面２６はＸ線源１７から見て試料Ｓの後方に所定距離Ｄ０だけ離れて空間内に設定された平面である。走査面２６は、試料Ｓへ入射するＸ線の光軸、すなわち中心軸に直交することが望ましい。走査駆動装置２４は、２次元ＣＣＤセンサ２２が走査面２６内で複数の走査線Ｌ０に沿って移動するように制御する。この走査駆動装置２４の構造は任意に選定されるが、例えば、水平方向に周回移動するワイヤと、このワイヤを垂直方向に平行移動させる駆動装置とによって構成できる。なお、Ｘ線直接検出ＣＣＤは検出効率が高いので、高速スキャンが可能である。例えば、１００×１００ｍｍの範囲を２００秒のスキャンでＳ／Ｂ比（signal-to-background ratio）の高い像が得られる。
【００２４】
単結晶構造解析装置１６は制御装置２７を有する。この制御装置２７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２８と、記憶媒体すなわちメモリ２９と、各種信号を伝送するバス３１とを有する。メモリ２９は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等といった半導体メモリや、ハードディスク、ＣＤ（Compact Disc）、ＭＯ（Magnet Optical）ディスク等といった機械式メモリや、その他任意の構造のメモリによって構成される。また、単結晶構造解析装置１６は表示装置３２を有する。この表示装置３２は、例えば、ＣＲＴ、ＬＣＤ等といった映像表示手段や、プリンタ等といった印字手段等によって構成される。
【００２５】
メモリ２９の中には、ＣＣＤセンサ２２から出力された画素データを記憶するためのファイル３３と、Ｘ線回折測定を実行するためのプログラムが格納されたファイル３４と、画素データファイル３３内の画素データに基づいて２次元回折像を作成するプログラムが格納されたファイル３６とが含まれる。ここで、２次元回折像とは、単結晶に関するＸ線分析結果を２次元的な画像又は印字像として描いたものであり、この２次元回折像を観察することにより、単結晶試料Ｓの構造を判定することができる。
【００２６】
ファイル３４内に格納されたＸ線回折測定プログラムは、走査駆動装置２４の動作を制御する。具体的には、Ｘ線回折測定プログラム３４は、走査面２６における走査開始位置Ｐｓから走査終了位置Ｐｅまでの間で、走査線Ｌ０に沿って２次元ＣＣＤセンサ２２を往復直線移動させる。そして、スキャンしたデータを足し合せて表示することで最終的なＸ線像が得られる。また、Ｘ線回折測定プログラム３４は、ＣＣＤ駆動回路２３に指示を与えてＣＣＤセンサ２２にＴＤＩ（Time Delay Integration）動作を行わせる。しかも、Ｘ線回折測定プログラム３４はそのＴＤＩ動作を実行するに際して、ＣＣＤセンサ２２における電荷転送の処理を、走査駆動装置２４によって行われるＣＣＤセンサ２２の走査移動の速度と同期させるようにしている。
【００２７】
ここで、ＴＤＩ動作について説明する。図３に示すＦＦＴ型ＣＣＤセンサを用いることを前提として、このＣＣＤセンサの受光面での被写体の移動速度をある一定の速度「ｖ」とする。また、被写体の移動方向、すなわち図３の横方向の電荷転送周波数を「ｆ」とする。また、１つの画素の幅を「ｄ」とする。このとき、
ｖ＝ｆ×ｄ
の関係を満足するように、被写体に対するＣＣＤセンサの移動速度「ｖ」と、ＣＣＤセンサにおける電荷の転送処理とを互いに同期させる。
【００２８】
これにより、ＴＤＩ動作は、微弱電荷を検出したり、移動する物体を撮影したり、ＣＣＤセンサ自身が移動して動かない物体を撮影したりする等の場合に非常に正確な画像データを取得できる。図３において、ＣＣＤセンサ２２が矢印Ａ方向に速度ｖで移動すると、Ｍ列（列は上下方向）の１列目（右端列）の入力は、１／ｆ時間後には２列目の位置に移動する。これに合わせて１列目の電荷を２列目に転送すれば、２列目において再び光電変換により電荷の蓄積が行われる。このような動作を連続してＭ列の最後まで行えば、信号電荷としてはＴＤＩ動作を行わない通常の場合のＭ倍の電荷がこの期間に蓄積される。これらの蓄積された信号電荷はＣＣＤセンサの水平シフトレジスタ８から各列ごとに連続して切れ目無く出力され、これにより、２次元画像が形成される。
【００２９】
本実施形態のＸ線分析装置は以上のように構成されているので、図１において、Ｘ線回折測定が開始されると、Ｘ線源１７から放射されたＸ線がモノクロメータ１８によって単色化され、コリメータ１９によって平行ビームに形成され、そして試料Ｓに照射される。このとき、入射Ｘ線と試料Ｓとの間でブラッグの回折条件が満足される状態が発生すると、試料Ｓに回折Ｘ線が発生し、この回折Ｘ線は特定の回折角度の方向に進行する。そして、この回折Ｘ線は、走査面２６内で走査線Ｌ０に沿って走査移動している２次元ＣＣＤセンサ２２の受光部６（図３参照）内の対応する画素によって受光され、この画素内に電荷が発生し、さらに蓄積される。
【００３０】
上記のようにＣＣＤセンサ２２はＴＤＩ動作によって駆動され、しかも電荷転送処理がＣＣＤセンサ２２の走査移動速度に同期するように制御されているので、個々の画素には同一の回折角度に関する信号電荷が蓄積されて行く。このため、ＣＣＤセンサ２２の移動速度を高速に設定しても常に正確な回折Ｘ線データを画素内に蓄積できる。こうして各画素内に蓄積された信号電荷は受光部６から水平シフトレジスタ８へ列ごとに転送され、さらに出力部９を介して図１の画素データファイル３３内へ記憶される。このようなデータ取得動作は、図１においてＣＣＤセンサ２２が走査開始位置Ｐｓから走査終了位置Ｐｅまで走査移動した後に終了し、このとき、画素データファイル３３内には走査面２６内の各回折角度位置における回折Ｘ線強度のデータが記憶される。
【００３１】
その後、ＣＰＵ２８は、２次元回折像作成プログラム３６に従い、測定された画素データ３３に基づいて２次元回折像を演算によって求める。演算された２次元回折像は、必要に応じて、図１の表示装置３２の表示面に画像や印字として表示される。観察者はこの２次元回折像を観察して単結晶試料Ｓの構造を判定する。
【００３２】
（第２実施形態）
図７（ａ）は、本発明に係るＸ線分析装置の他の実施形態を示している。この実施形態は、投射型のＸ線顕微鏡に本発明を適用した場合の実施形態である。図７（ａ）において、Ｘ線源１７から放射されるＸ線は試料Ｓに照射され、その試料Ｓの投影像３７が投影位置Ｐ０に結像する。投影位置Ｐ０には、Ｘ線直接検出ＣＣＤ２２が設けられる。このＣＣＤ２２は、図示しない走査駆動装置によって駆動されて、投影位置Ｐ０において紙面垂直方向の所定の面積の平面内、例えば１００ｍｍ×１００ｍｍの平面内で主走査移動及び副走査移動する。このＣＣＤ２２による面内走査移動により、Ｘ線投影像３７をＣＣＤ２２によって検出できる。
【００３３】
一般に、Ｘ線顕微法では、微小Ｘ線源と２次元検出器との間に試料を置いて拡大像を得るという方式で顕微法を実現している。この方式の顕微鏡で分解能を上げるには、（１）線源のサイズを小さくする、（２）検出器の空間分解能を上げる、（３）検出器を試料から離すという３つの方法が考えられる。しかしながら、Ｘ線源を小さくするには限界がある。また、Ｘ線源を小さくし過ぎると、トータルの出力が小さくなり、露光時間が長くなる。また、検出器を離すと、空気による散乱や吸収が大きくなり、これも測定時間を長くする要因となる。
【００３４】
Ｘ線顕微法で用いる検出器としては、Ｘ線フィルムや、蓄積性蛍光体を用いた２次元Ｘ線検出器や、２次元ＣＣＤ等が考えられる。蓄積性蛍光体を用いた２次元Ｘ線検出器としては、例えば、イメージングプレート（商品名）が知られている。ここで、蓄積性蛍光体を用いた２次元Ｘ線検出器は、露光後の読取り時間が長くかかる。また、テーパードファイバと冷却ＣＣＤを組み合わせた検出器は、デジタルで画像が得られるという優れた方法であるが、その空間分解能は１００μｍ程度である。イメージングプレート等の分解能も１００μｍ程度であり、テーパードＣＣＤやイメージングプレートで高分解能のイメージをとる場合は、試料から検出器を離す必要がある。
【００３５】
Ｘ線直接検出ＣＣＤ２２は、画素サイズが、例えば２４μｍ程度なので、同じ空間分解能のイメージをとるのに距離を半分以下に近付けることができる。さらに、蛍光板を用いてＸ線を光に変換しないで済む。これらの理由により、Ｘ線直接検出ＣＣＤ２２の検出効率は非常に高い。これに対し、蛍光板を用いる場合は、蛍光板によるにじみによって画像がぼけるおそれがある。
【００３６】
また、ＴＤＩモードの直接検出ＣＣＤ２２は、総検出面積が小さいので適当なＹ−Ｚステージを用いてラスタースキャンさせる必要がある。しかし、検出効率が高いので、高速スキャンが可能である。例えば、１００ｍｍ×１００ｍｍの範囲をスキャンするのに、２００秒程度で十分にＳ／Ｂ比の高い像が得られる。Ｘ線源の強度が強ければ、さらに短時間で測定することが可能である。
【００３７】
図７（ｂ）において、破線で囲った短冊状の領域Ｄ内に得られるデータが一方向への片道スキャンで得られるデータであり、ＣＣＤの縦方向の幅分だけＣＣＤを下方向Ｙに移動させて、さらに同じ方向へスキャンして得られたデータを足し合せて表示することで、最終的なイメージ３７が得られる。
【００３８】
（その他の実施形態）
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変できる。
【００３９】
例えば、図１の実施形態では、２次元ＣＤＤセンサ２２としてＦＦＴ型のＣＣＤセンサを用いたが、必要に応じて、その他の構造のＣＣＤセンサを用いても良い。また、図１の実施形態では、単結晶構造解析装置に対して本発明を適用したが、本発明はそれ以外の構造のＸ線回折装置に対しても適用できる。具体的には、従来、Ｘ線フィルムや蓄積性蛍光体フィルム等といった２次元Ｘ線検出器を用いて行っていた測定、例えばＸ線トポグラフィ測定等において、蓄積性蛍光体フィルム等の代わりに本発明の半導体Ｘ線検出手段を使用することができる。さらに、本発明は、必要に応じて、Ｘ線回折装置以外のＸ線分析装置に対しても適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明に係るＸ線分析装置は、試料から放射される回折Ｘ線を２次元的、すなわち平面的に測定して、試料に関する２次元回折像を求めたい場合に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係るＸ線分析装置の一実施形態を示す図である。
【図２】図１の装置に用いることができる２次元ＣＣＤセンサの一例を模式的に示す図である。
【図３】図１の装置に用いることができる２次元ＣＣＤセンサの他の例を模式的に示す図である。
【図４】図１の装置に用いることができる２次元ＣＣＤセンサのさらに他の例を模式的に示す図である。
【図５】２次元ＣＣＤセンサの画素部分の断面構造を示す断面図である。
【図６】２次元ＣＣＤセンサを用いた従来のＸ線分析装置の一例を示す側面図である。
【図７】本発明に係るＸ線分析装置の他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１．金属電極、  ２．酸化絶縁層、  ３．半導体層、  ６．受光部、  ７．蓄積部、
８．水平レジスタ、  ９．出力部、  １１．転送ゲート、  １６．単結晶構造解析装置、
１７．Ｘ線源、  １８．モノクロメータ、  １９．コリメータ、
２１．ゴニオメータヘッド、  ２２．２次元ＣＣＤセンサ（半導体Ｘ線検出手段）、
２４．走査駆動装置（走査移動手段）、  ２６．走査面、  ２７．制御装置、
２９．メモリ、  ３１．バス、  ３３．画素データファイル、
３４．Ｘ線回折測定プログラムファイル（同期させる手段）、  ３６．２次元回折像作成プログラム、
Ｄ０．距離、  Ｓ．試料
【図１】
2005121511.tif 000003
【図２】
2005121511.tif 000004
【図３】
2005121511.tif 000005
【図４】
2005121511.tif 000006
【図５】
2005121511.tif 000007
【図６】
2005121511.tif 000008
【図７】
2005121511.tif 000009